Мини лазерный гравер ЧПУ

0 52 Время чтения: 2 мин.

Если у вас есть пара старых DVD-приводов, не спешите их выбрасывать. Например, мастер-самодельщик с ником SmartTronix, сделал из них ЧПУ-станок для лазерного гравера. Станочек конечно небольшой получился, но вполне себе работоспособный и может работать с таким материалом, как дерево, кожа, МДФ, фанера.

Инструменты и материалы:
-Arduino UNO;
-Два модуля драйвера шагового двигателя A4988;
-Лазерный модуль с регулируемой линзой;
-Блок питания 12 В — 2 А;
-Два привода DVD;
-Мосфет IRFZ44N;
-Паяльник;
-Сверлильный станок;
-Кусачки;
-Суперклей;
-3D-принтер;
-Мультиметр;

Шаг первый: о ЧПУ и шаговом двигателе
ЧПУ расшифровывается, как числовое программное управление. Как правило у таких станков есть две или три оси.
Ось X — лево/право
Ось Y — вперед/назад
Ось Z — вверх/вниз
В данном станке всего две оси, X и Y.

Шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует серию электрических импульсов в дискретные угловые смещения. Т.е. он способен продвигаться вперед на заданный шаг в зависимости от его управляющих входов. Шаговый двигатель ведет себя так же, как цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), и может управляться импульсами от логических систем. Его основные области применения — двигатель с регулируемой частотой, бесщеточный двигатель постоянного тока, серводвигатели и двигатели с цифровым управлением.

По сути, шаговые двигатели обеспечивают управление скоростью, точное позиционирование и повторяемость движений. Кроме того, шаговые двигатели отличаются высокой надежностью, поскольку в двигателе отсутствуют контактные щетки. Это сводит к минимуму механические поломки и увеличивает срок службы двигателя.

Шаг второй: механизм шагового привода DVD
Для этого проекта понадобится два механизма DVD-привода. Один для оси X и другой для оси Y. Можно найти такой DVD в неисправном компьютере.

Приводы нужно разобрать и демонтировать механизм шагового двигателя и штанги. Шаговые двигатели представляют собой 4-контактные биполярные шаговые двигатели.

Шлейф установленный на двигатель нужно отрезать. Затем, с помощью мультиметра, прозваниваем концы обмоток двигателя и находим пары. Маркируем их и припаиваем провода.

Шаг третий: 3D-печать
Дальше нужно напечатать детали на 3D-принтере. Все детали спроектированы таким образом, что их можно легко напечатать на 3D-принтере без опор.
Мастер использовал 3D-принтер Ender 3.
Все детали напечатаны из материала PLA.
Настройки печати:
Высота слоя: 0,2 мм
Заполнение: <25%
Поддержки нет
Файлы для печати деталей можно скачать ниже.
Back_Plate.stl
Base.stl
Cable_Guide.stl
Frame_Side_L_R.stl
Laser_Holder.stl
Rail_Frame.stl
Slider.stl
Thread_Guide.stl
X_Plate.stl

Шаг четвертый: сборка
Теперь можно приступить к сборке станка. Двигатели с приводом устанавливаются в кронштейны.

Один кронштейн с двигателем устанавливаем в основание станка. На оси устанавливаем каретку.

Устанавливаем и прикручиваем стойки.

Устанавливаем вторую ось станка.

По углам нижней части рабочего стола приклеиваем неодимовые магниты. Приклеиваем рабочий стол к держателю.
Устанавливает держатель лазера.

Шаг пятый: электроника
Плата расширения Arduino, который мастер использует, уже имеет все входы и выходы с маркировкой, поэтому все очень легко подключить.
Плата также имеет встроенное микрошаговое управление. Это означает, что вместо использования полных или полушаговых шагов, как в случае с большим ЧПУ, можно настроить двигатели двигаться на 1/16 или 1/32 шага, чтобы заставить лазер двигаться с максимально возможной точностью.

Однако двигатели будут потреблять больше электроэнергии и быстрее греться.
Чтобы использовать микрошаговые режимы, нужно закоротить несколько контактов (см. инструкцию).

Шаг шестой: программное обеспечение
Сначала нужно загрузить и установить программу Benbox Laser Engraver 3.7.99. Benbox Laser Engraver – это программа для управления лазерным гравером. С помощью нее можно настраивать работу лазера, задавать его ход (шаги, интервал и т. д.), добавлять на эскиз различные элементы и многое другое.

Далее нужно выполнить следующие действия.
1. Загрузите и разархивируйте Benbox
2. Выберите Benbox и запустите мастер установки.
3. Загрузите и установите IDE Arduino.
4. Установите драйвер CH340.
5. Перезагрузите компьютер.
6. Подключите USB-кабель к компьютеру и граверу.
Чтобы установить прошивку, щелкните значок молнии в верхней части меню (крайний правый значок).
1. Выберите соответствующий com-порт.
2. Выберите nano (328p).
3. Выберите и установите Lx. Шестнадцатеричная прошивка.
4. Кликните «установить». После успешной установки микропрограммы будет зеленая галочка рядом с названием обновления микропрограммы вверху.

Последний шаг — настройка параметров гравера.
1. Щелкните синий значок меню в правом верхнем углу программного обеспечения.
2. Щелкните стрелку вправо под значком меню, чтобы получить доступ к списку параметров.
3. Введите значения параметров, как показано на фото. Эта начальная точка будет соответствовать красной дуге в позиции (0,0) (см. Изображение).
Дальше рисуем простое изображение, используя инструменты для рисования слева. Нажимаем зеленую кнопку запуска, чтобы запустить процесс гравировки. Перед гравировкой необходимо отрегулировать точку.